Надо идти от простого. С openCV такую задачу можно решить за пару часов.
Воспользуйтесь разностным коррелятором и проходите по последовательно по всем пикселям.
Или surf/sift, не уверен можно ли обнаружить несколько одинаковых объектов.
Если расположение регионов не меняется. То просто задайте ROI и с помощью коррелятора просто определяйте к какому классу относится та или иная область.